辣椒和番茄PIF基因家族密码子偏好性分析

本研究选取辣椒和番茄两种茄科作物的光敏色素互作因子(phytochrome-interacting factors,PIF)基因家族为研究对象,利用CodonW和CUSP等软件,分析这两种作物PIF基因家族的密码子偏好性。结果发现:辣椒和番茄PIF基因家族的密码子偏好性都较弱,大多数PIF基因家族成员都偏好以A或T(U)结尾,而CaPIF8和SlPIF8a偏好以C结尾;在辣椒中鉴定出30个高频密码子,番茄中鉴定出27个高频密码子,两者的高频密码子均偏好以A或T(U)结尾,其中偏性最强的密码子均为AGA;两者PIF基因家族密码子同义密码子第3位碱基GC含量(GC3s)均与有效密码子数(ENC)呈显著相关性;RSCU聚类分析结果也与CDS聚类结果基本一致;从ENC-plot、偏倚分析(PR2-plot)、中性绘图可以判断碱基突变与自然选择均会影响密码子使用,但自然选择的影响更大。本研究为日后辣椒和番茄的PIF基因家族功能验证提供一定的理论依据。

黄瓜光敏色素互作因子的鉴定及表达分析

【目的】对黄瓜光敏色素互作因子(Phytochrome-interacting factor,PIF)家族基因进行系统分析和表达特征分析,为探究其在黄瓜生长发育与胁迫响应中的作用机理提供参考。【方法】基于黄瓜全基因组数据,通过生物信息学方法鉴定黄瓜PIF家族基因,并对家族基因的外显子—内含子结构、染色体定位、基因复制事件、系统进化树、保守基序及组织和胁迫相关表达模式等进行系统分析。【结果】从黄瓜基因组中鉴定出6个PIF基因,其不均等地分布于黄瓜的6条染色体上。基因复制事件分析结果表明,黄瓜PIF基因存在一个片段重复事件(CsPIF1a和CsPIF1b)。系统发育分析表明,来自黄瓜、拟南芥、辣椒、玉米和水稻的PIF蛋白可分为4个不同的组(PIF1、PIF2/3/6、PIF4/5、PIF7/8)。保守基序分析揭示了许多保守基序的存在,与PIF蛋白的分类一致。基因结构分析表明,CsPIF基因有5或6个内含子,与其他植物相比,内含子数量相对稳定。CsPIF基因在黄瓜各组织均有一定的表达,但在不同组织中表达量差异明显,CsPIF1a、CsPIF1b和CsPIF7分别在雌花、叶和卷须中表达量最高,CsPIF4在茎和叶中表达量明显高于其他组织,CsPIF8在茎、雌花和卷须中均具有较高的表达量,而CsPIF3在各组织中表达量相对平均。一些CsPIF基因的表达量在高温胁迫下明显下降,而在盐胁迫下明显上升。大部分CsPIF基因的表达量在霜霉病菌侵染下发生了明显的变化,其中CsPIF4和CsPIF8的表达量在黄瓜接种根结线虫后均有明显上升。【结论】一些黄瓜PIF基因的表达量在不同非生物和生物胁迫下发生明显变化,推测其在黄瓜逆境响应过程中发挥着重要的调控作用。